JPH05164999A - ファラデー回転子及びファラデー回転角の調整方法 - Google Patents
ファラデー回転子及びファラデー回転角の調整方法Info
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- JPH05164999A JPH05164999A JP35407191A JP35407191A JPH05164999A JP H05164999 A JPH05164999 A JP H05164999A JP 35407191 A JP35407191 A JP 35407191A JP 35407191 A JP35407191 A JP 35407191A JP H05164999 A JPH05164999 A JP H05164999A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で均一磁界でかつ回転角の調整可能なフ
ァラデー回転子の提供。 【構成】 外径Ｄo 、内径Ｄi 、及び長さＬが次の関係 0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．０３≦Ｌ／Ｄi ≦0.5 Ｄo ／Ｄi
＋０．２６ Ｄo ／Ｄi ＜２．５ を満足し且つ着磁方向が長さ方向である円筒状磁石と、
この磁石の外周面にほぼ接触状態で配置された円筒状軟
磁性スリーブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間
して前記円筒状磁石の両開口端に配置されている環状磁
気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に配置した磁気光学
材料とよりなる、ファラデー回転子。磁気ヨークの厚さ
を変えれば磁界均一の条件をほぼ保って磁界強度を変え
られる。
ァラデー回転子の提供。 【構成】 外径Ｄo 、内径Ｄi 、及び長さＬが次の関係 0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．０３≦Ｌ／Ｄi ≦0.5 Ｄo ／Ｄi
＋０．２６ Ｄo ／Ｄi ＜２．５ を満足し且つ着磁方向が長さ方向である円筒状磁石と、
この磁石の外周面にほぼ接触状態で配置された円筒状軟
磁性スリーブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間
して前記円筒状磁石の両開口端に配置されている環状磁
気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に配置した磁気光学
材料とよりなる、ファラデー回転子。磁気ヨークの厚さ
を変えれば磁界均一の条件をほぼ保って磁界強度を変え
られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は外部からの磁界に対して
特性が変化せず、特性が光の入射位置に対し一様であ
り、小型化可能なファラデー回転子及びファラデー回転
角の調整方法に関し、特に光アイソレータ、光サーキュ
レータ、光スイッチ等に使用するのに適したファラデー
回転子及びファラデー回転角の調整方法を提供する。
特性が変化せず、特性が光の入射位置に対し一様であ
り、小型化可能なファラデー回転子及びファラデー回転
角の調整方法に関し、特に光アイソレータ、光サーキュ
レータ、光スイッチ等に使用するのに適したファラデー
回転子及びファラデー回転角の調整方法を提供する。
【０００２】
【従来技術の説明】光通信の波長である１．３μｍ帯、
１．５５μｍ帯用の光アイソレータに使用されるファラ
デー回転子として、磁性ガーネット材料が知られてい
る。特に、Ｂｉを置換した希土類鉄ガーネット材料はフ
ァラデー回転能が大きく有望視されているが、ファラデ
ー回転角の温度変化が大きいことが欠点である。最近ガ
ーネットの組成を調整して、この温度特性を改善するこ
とが提案されている。
１．５５μｍ帯用の光アイソレータに使用されるファラ
デー回転子として、磁性ガーネット材料が知られてい
る。特に、Ｂｉを置換した希土類鉄ガーネット材料はフ
ァラデー回転能が大きく有望視されているが、ファラデ
ー回転角の温度変化が大きいことが欠点である。最近ガ
ーネットの組成を調整して、この温度特性を改善するこ
とが提案されている。
【０００３】一例として、特開昭６２−１０５９３１号
がある。この発明の中でTb2.6Bi0.4 Fe5 O12 が、回転
角の温度変化率をほぼ０にする優秀な組成であることが
示されているが、逆に欠点としては温度特性を改善する
目的でＢｉ置換量を少なくしているためファラデー回転
係数（回転能）が小さいことがあげられる。現在までに
Ｂｉ置換量が充分大きくかつ温度変化をほぼ０にする材
料組成は知られていない。
がある。この発明の中でTb2.6Bi0.4 Fe5 O12 が、回転
角の温度変化率をほぼ０にする優秀な組成であることが
示されているが、逆に欠点としては温度特性を改善する
目的でＢｉ置換量を少なくしているためファラデー回転
係数（回転能）が小さいことがあげられる。現在までに
Ｂｉ置換量が充分大きくかつ温度変化をほぼ０にする材
料組成は知られていない。
【０００４】一方、Ｂｉを多量置換した希土類鉄ガーネ
ットはファラデー回転能（θfs／厚さ、θfsは飽和磁界
ＨS でのファラデー回転角）が大きいという特徴がある
が反面θfsの温度変化が大きいという欠点がある。例え
ば、BixR3-xFe5O12 （Ｒ：希土類）においてｘ＞０．５
では通常θfsの温度係数は−０．１５％／℃程度であ
る。
ットはファラデー回転能（θfs／厚さ、θfsは飽和磁界
ＨS でのファラデー回転角）が大きいという特徴がある
が反面θfsの温度変化が大きいという欠点がある。例え
ば、BixR3-xFe5O12 （Ｒ：希土類）においてｘ＞０．５
では通常θfsの温度係数は−０．１５％／℃程度であ
る。
【０００５】この問題は、本発明者等により特願平２−
１３６９８８号で提案されたように、Ｂｉ置換量が多く
ファラデー回転能が大きい、例えば原子比組成 Ｂｉx
Ｐ y Ｑ3-x-y Ｆｅ5-w Ｍw Ｏ12（ここでＰはＹ、Ｌ
ａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの中の１種以上、Ｑ
はＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒの中の１種以上、Ｍは
Ｆｅと置換しうる非磁性元素の１種以上、及び０．７≦
ｘ≦２．０、０．５≦ｙ≦２．３、０≦３−ｘ−ｙ≦
１、ｗ≦０．５である）で表わされるガーネット材料よ
りなる磁気光学材料に、この材料に飽和磁界よりも小さ
い磁界を印加するための磁石を組合せて構成したファラ
デー回転子により、大きいファラデー回転能を維持しな
がら小さい温度係数を実現した。なお特願平３−２０５
６７８号に見られるように、その後の研究で０．２≦ｗ
≦０．７が好ましいことがわかった。また好ましい例と
して、特にＭw がＡa Ｄd （ここにＡはガーネットのａ
サイトに置換する元素で例えばＳｃ、Ｉｎ等より選択さ
れ、Ｄはガーネットのｄサイトに置換する元素で例えば
Ｇａ、Ａｌ等より選択され、また、０≦ａ＜０．１、
０．２≦ｄ≦０．７、ｗ＝ａ＋ｄである）で表わされる
ガーネット材料が好ましいことがわかった。
１３６９８８号で提案されたように、Ｂｉ置換量が多く
ファラデー回転能が大きい、例えば原子比組成 Ｂｉx
Ｐ y Ｑ3-x-y Ｆｅ5-w Ｍw Ｏ12（ここでＰはＹ、Ｌ
ａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの中の１種以上、Ｑ
はＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒの中の１種以上、Ｍは
Ｆｅと置換しうる非磁性元素の１種以上、及び０．７≦
ｘ≦２．０、０．５≦ｙ≦２．３、０≦３−ｘ−ｙ≦
１、ｗ≦０．５である）で表わされるガーネット材料よ
りなる磁気光学材料に、この材料に飽和磁界よりも小さ
い磁界を印加するための磁石を組合せて構成したファラ
デー回転子により、大きいファラデー回転能を維持しな
がら小さい温度係数を実現した。なお特願平３−２０５
６７８号に見られるように、その後の研究で０．２≦ｗ
≦０．７が好ましいことがわかった。また好ましい例と
して、特にＭw がＡa Ｄd （ここにＡはガーネットのａ
サイトに置換する元素で例えばＳｃ、Ｉｎ等より選択さ
れ、Ｄはガーネットのｄサイトに置換する元素で例えば
Ｇａ、Ａｌ等より選択され、また、０≦ａ＜０．１、
０．２≦ｄ≦０．７、ｗ＝ａ＋ｄである）で表わされる
ガーネット材料が好ましいことがわかった。
【０００６】特願平２−１３６９８８号及び特願平３−
２０５６７８号に記載のファラデー回転子は優れた特徴
を有するにもかかわらず、磁界の制御が困難であるとい
う問題を有する。すなわち従来の実用的なファラデー回
転子では、磁界は磁気光学材料の飽和磁化以上の磁界を
印加すれば良いのに対して、上記出願のファラデー回転
子では磁気光学材料全体に均一磁界が加わるように磁石
の磁界分布を精密に制御する必要がある。そこで、同出
願では内孔に磁気光学材料（磁性ガーネット等）を収容
して光が通過する方向に磁化するための円筒状磁石を、
外形Ｄo 、内径Ｄi 及び長さＬとした時に、次の関係 Ｌ／Ｄi ＝0.5 Ｄo ／Ｄi ＋（０．４〜１．０） Ｄo ／Ｄi ＜５ を満足し、且つ着磁方向が長さ方向である様に設計して
均一磁界を得ることができた。
２０５６７８号に記載のファラデー回転子は優れた特徴
を有するにもかかわらず、磁界の制御が困難であるとい
う問題を有する。すなわち従来の実用的なファラデー回
転子では、磁界は磁気光学材料の飽和磁化以上の磁界を
印加すれば良いのに対して、上記出願のファラデー回転
子では磁気光学材料全体に均一磁界が加わるように磁石
の磁界分布を精密に制御する必要がある。そこで、同出
願では内孔に磁気光学材料（磁性ガーネット等）を収容
して光が通過する方向に磁化するための円筒状磁石を、
外形Ｄo 、内径Ｄi 及び長さＬとした時に、次の関係 Ｌ／Ｄi ＝0.5 Ｄo ／Ｄi ＋（０．４〜１．０） Ｄo ／Ｄi ＜５ を満足し、且つ着磁方向が長さ方向である様に設計して
均一磁界を得ることができた。
【０００７】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、２個以上のフ
ァラデー回転子を近接して使用したり、近接して他の磁
石を配置してある状態でファラデー回転子を使用する
と、ファラデー回転子内部の磁石が影響を受けて磁気光
学材料に印加される磁界を変動させるので、ファラデー
回転角が変化するという問題があった。この対策とし
て、特開昭６３−２８１１２６号により、円筒状磁石の
周りに円筒状の軟磁性スリーブを配置して外部磁界の影
響を防ぐための磁気シールドとすることが提案された。
しかしながら、この手段によると飽和型、未飽和型に限
らずスリーブが磁石に接近している場合には、磁石とス
リーブは部分的に閉磁路を形成するから、所要の磁界を
出すための磁石を強力なものにしなければならないし、
逆にスリーブの直径を十分に大きくすると、装置が大型
になり小型化の要請に反する。
ァラデー回転子を近接して使用したり、近接して他の磁
石を配置してある状態でファラデー回転子を使用する
と、ファラデー回転子内部の磁石が影響を受けて磁気光
学材料に印加される磁界を変動させるので、ファラデー
回転角が変化するという問題があった。この対策とし
て、特開昭６３−２８１１２６号により、円筒状磁石の
周りに円筒状の軟磁性スリーブを配置して外部磁界の影
響を防ぐための磁気シールドとすることが提案された。
しかしながら、この手段によると飽和型、未飽和型に限
らずスリーブが磁石に接近している場合には、磁石とス
リーブは部分的に閉磁路を形成するから、所要の磁界を
出すための磁石を強力なものにしなければならないし、
逆にスリーブの直径を十分に大きくすると、装置が大型
になり小型化の要請に反する。
【０００８】特開平２−２０１４１５号には、円筒状磁
石の周りに円筒状軟磁性スリーブを磁石から十分な距離
に隔離配置して外部磁界の影響を防ぐ磁気シールドとす
るとともに、円筒状磁石の両開口端面に環状の磁気ヨー
クを配置し、それらの外側に偏光子と検光子を配置する
ことが記載されている。磁気ヨークはスリーブと磁石の
間に閉磁路が形成されるのをある程度防いで、円筒状磁
石内部の磁界の低下を防止することができる。しかしな
がら、この対策によっても、軟磁性スリーブを磁石から
十分に隔離する必要があるために装置を小型化する要請
には応えることができない。なお、同公報によると、磁
石とスリーブが接触すると閉磁路が形成され所期の効果
が得られないので両者の間には空隙を設けなければなら
ないと記載している。
石の周りに円筒状軟磁性スリーブを磁石から十分な距離
に隔離配置して外部磁界の影響を防ぐ磁気シールドとす
るとともに、円筒状磁石の両開口端面に環状の磁気ヨー
クを配置し、それらの外側に偏光子と検光子を配置する
ことが記載されている。磁気ヨークはスリーブと磁石の
間に閉磁路が形成されるのをある程度防いで、円筒状磁
石内部の磁界の低下を防止することができる。しかしな
がら、この対策によっても、軟磁性スリーブを磁石から
十分に隔離する必要があるために装置を小型化する要請
には応えることができない。なお、同公報によると、磁
石とスリーブが接触すると閉磁路が形成され所期の効果
が得られないので両者の間には空隙を設けなければなら
ないと記載している。
【０００９】また、上記両公知例のファラデー回転子
は、いずれも磁気光学材料の飽和磁界以上の磁界を使用
すれば良いため、磁界を均一化するための対策が何もな
されていない。先に述べた未飽和型のファラデー回転子
を使用する場合にはこの点は非常に問題となる。また上
記両公知例のファラデー回転子は、いずれも偏光子及び
検光子が磁石の外側に配置されているからその分だけ余
計にスペースを要し装置が大型化する。特に、未飽和型
で使用する場合には磁界を均一に保ちながら磁界強度を
所定値に調整することが要請されるが従来困難であっ
た。
は、いずれも磁気光学材料の飽和磁界以上の磁界を使用
すれば良いため、磁界を均一化するための対策が何もな
されていない。先に述べた未飽和型のファラデー回転子
を使用する場合にはこの点は非常に問題となる。また上
記両公知例のファラデー回転子は、いずれも偏光子及び
検光子が磁石の外側に配置されているからその分だけ余
計にスペースを要し装置が大型化する。特に、未飽和型
で使用する場合には磁界を均一に保ちながら磁界強度を
所定値に調整することが要請されるが従来困難であっ
た。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、外径Ｄ
o 、内径Ｄi 、及び長さＬが次の関係 0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．０３≦Ｌ／Ｄi ≦0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．２６ Ｄo ／Ｄi ＜２．５ を満足し且つ着磁方向が長さ方向である円筒状磁石と、
この磁石の外周面にほぼ接触状態で配置された円筒状軟
磁性スリーブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間
して前記円筒状磁石の両開口端に配置されている環状磁
気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に配置した磁気光学
材料とよりなる、ファラデー回転子によって解決され
る。
o 、内径Ｄi 、及び長さＬが次の関係 0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．０３≦Ｌ／Ｄi ≦0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．２６ Ｄo ／Ｄi ＜２．５ を満足し且つ着磁方向が長さ方向である円筒状磁石と、
この磁石の外周面にほぼ接触状態で配置された円筒状軟
磁性スリーブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間
して前記円筒状磁石の両開口端に配置されている環状磁
気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に配置した磁気光学
材料とよりなる、ファラデー回転子によって解決され
る。
【００１１】また本発明の課題は、着磁方向が長さ方向
である円筒状磁石と、前記円筒状磁石の両開口端に配置
されている環状磁気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に
配置された未飽和状態の磁気光学材料とよりなるファラ
デー回転子を使用し、前記磁気ヨークの寸法を変化させ
ることよりなる、ファラデー回転角調整方法によって解
決される。
である円筒状磁石と、前記円筒状磁石の両開口端に配置
されている環状磁気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に
配置された未飽和状態の磁気光学材料とよりなるファラ
デー回転子を使用し、前記磁気ヨークの寸法を変化させ
ることよりなる、ファラデー回転角調整方法によって解
決される。
【００１２】本発明で使用できるファラデー回転子には
制限は無いが、好ましくは先に上げた特願平２−１３６
９８８号あるいは特願平３−２０５６７８号に記載した
Ｂｉx Ｐy Ｑ3-x-y Ｆｅ5-w Ｍw Ｏ12（Ｐ、Ｑ、Ｍ及び
添え字は記載の示したとおりの意味を有する）系の磁性
ガーネット材料よりなる。
制限は無いが、好ましくは先に上げた特願平２−１３６
９８８号あるいは特願平３−２０５６７８号に記載した
Ｂｉx Ｐy Ｑ3-x-y Ｆｅ5-w Ｍw Ｏ12（Ｐ、Ｑ、Ｍ及び
添え字は記載の示したとおりの意味を有する）系の磁性
ガーネット材料よりなる。
【００１３】
【発明の作用】本発明によると、次の作用効果が得られ
る。 １．軟磁性体の外形スリーブを使用することにより円筒
状磁石の内孔の磁界が外部磁界の影響を受けにくくな
る。 ２．磁石の形状がほぼＬ／Ｄi ＝0.5 Ｄo ／Ｄi ＋
（０．０３〜０．２６）を満足する様に設計することに
より内孔のファラデー回転子に加わる磁界が均一にな
り、未飽和型のファラデー回転子を使用するのに適す
る。 ３．磁気ヨークの寸法特に厚さを調整することにより磁
界を任意の設定値に調整できる。これは特に未飽和型の
装置を製作する時に組立を著しく容易にする。 ４．従来技術の認識に反して、磁石が軟磁性スリーブに
接触またはほぼ接触しているにも拘らず、磁気ヨークが
軟磁性スリーブに接していないため磁石内孔の中心磁界
の磁界がそれほど低下しない。 ５．磁気ヨークの内側で磁石の内孔に偏光子、検光子を
収納すれば、小型化できる。
る。 １．軟磁性体の外形スリーブを使用することにより円筒
状磁石の内孔の磁界が外部磁界の影響を受けにくくな
る。 ２．磁石の形状がほぼＬ／Ｄi ＝0.5 Ｄo ／Ｄi ＋
（０．０３〜０．２６）を満足する様に設計することに
より内孔のファラデー回転子に加わる磁界が均一にな
り、未飽和型のファラデー回転子を使用するのに適す
る。 ３．磁気ヨークの寸法特に厚さを調整することにより磁
界を任意の設定値に調整できる。これは特に未飽和型の
装置を製作する時に組立を著しく容易にする。 ４．従来技術の認識に反して、磁石が軟磁性スリーブに
接触またはほぼ接触しているにも拘らず、磁気ヨークが
軟磁性スリーブに接していないため磁石内孔の中心磁界
の磁界がそれほど低下しない。 ５．磁気ヨークの内側で磁石の内孔に偏光子、検光子を
収納すれば、小型化できる。
【００１４】
【実施例の説明】以下に本発明を実施例により詳細に説
明する。図１は本発明のファラデー回転子をアイソレー
タに応用した例を示し、円筒状磁石４の内孔には光の進
行方向に沿って順に例えば垂直偏波を生じる偏光子１
と、円筒状磁石４からの磁界により未飽和のある一定磁
化まで磁化され、４５度回転を生じる磁気光学材料２
と、偏波面が偏光子１に対して４５度傾いている検光子
３が収容される。これによりアイソレータの動作が得ら
れることは明らかである。円筒状磁石４の外周には円筒
状軟磁性スリーブ５が接触状態又は極く接近した状態で
設けられており、これにより外部磁界から円筒状磁石４
を遮蔽している。更に、円筒状磁石４の両開口端にはそ
れぞれ環状の軟磁性磁気ヨーク６、７が接触状態または
ほぼ接触状態で設けられている。例えば、磁気ヨーク
６、７の周部を磁石４の両端面にハンダ付けすると共
に、偏光子１及び検光子３の周部にそれぞれハンダ付け
してこれらを支持させる。磁気ヨーク６、７は軟磁性ス
リーブ５とは接触しないように配置されており、一部は
磁石の内孔をふさいでいる。モデル計算によると、磁気
光学材料２に作用する磁界が一定になる条件は次のよう
になることがわかった。
明する。図１は本発明のファラデー回転子をアイソレー
タに応用した例を示し、円筒状磁石４の内孔には光の進
行方向に沿って順に例えば垂直偏波を生じる偏光子１
と、円筒状磁石４からの磁界により未飽和のある一定磁
化まで磁化され、４５度回転を生じる磁気光学材料２
と、偏波面が偏光子１に対して４５度傾いている検光子
３が収容される。これによりアイソレータの動作が得ら
れることは明らかである。円筒状磁石４の外周には円筒
状軟磁性スリーブ５が接触状態又は極く接近した状態で
設けられており、これにより外部磁界から円筒状磁石４
を遮蔽している。更に、円筒状磁石４の両開口端にはそ
れぞれ環状の軟磁性磁気ヨーク６、７が接触状態または
ほぼ接触状態で設けられている。例えば、磁気ヨーク
６、７の周部を磁石４の両端面にハンダ付けすると共
に、偏光子１及び検光子３の周部にそれぞれハンダ付け
してこれらを支持させる。磁気ヨーク６、７は軟磁性ス
リーブ５とは接触しないように配置されており、一部は
磁石の内孔をふさいでいる。モデル計算によると、磁気
光学材料２に作用する磁界が一定になる条件は次のよう
になることがわかった。
【００１５】すなわち、着磁方向が長さ方向である円筒
状磁石の外径Ｄo 、内径Ｄi 、及び長さＬとした時、磁
界均一化の条件は次の関係を満足する。 Ｌ／Ｄi ＝0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．１４ 次に、磁石内孔の半径方向距離ｘ＝０での長さ方向の磁
界Ｈ1 としｘ＝Ｄｉ／４の長さ方向の磁界をＨ2 とした
とき、（Ｈ2 −Ｈ1 ）／Ｈ1 で定義される磁界均一度が
±４％のとき光アイソレータを構成した時アイソレーシ
ョンが３０ｄＢ以上確保できる。例えば、Ｄ0 ／Ｄi ＝
１．５、磁気ヨークの外径を（Ｄ0 ＋Ｄi ）／２、内径
を０．６５Ｄi 、厚さを０．１Ｄi とし、スリーブの外
径を１．９Ｄi 、内径をほぼＤ0 、長さを１．５Ｄｉと
した時、磁界均一度は図２のようになる。±４％の範囲
はこの場合Ｌ／Ｄi ＝０．７８〜１．０１である。一般
に、上記の範囲±４％を考慮すると、 0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．０３≦Ｌ／Ｄi ≦0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．２６ が磁界均一化の条件となる。なおＤo ／Ｄi は大きくて
もよいはずであるが、小型化の条件を考慮してＤo ／Ｄ
i ＜２．５とする。
状磁石の外径Ｄo 、内径Ｄi 、及び長さＬとした時、磁
界均一化の条件は次の関係を満足する。 Ｌ／Ｄi ＝0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．１４ 次に、磁石内孔の半径方向距離ｘ＝０での長さ方向の磁
界Ｈ1 としｘ＝Ｄｉ／４の長さ方向の磁界をＨ2 とした
とき、（Ｈ2 −Ｈ1 ）／Ｈ1 で定義される磁界均一度が
±４％のとき光アイソレータを構成した時アイソレーシ
ョンが３０ｄＢ以上確保できる。例えば、Ｄ0 ／Ｄi ＝
１．５、磁気ヨークの外径を（Ｄ0 ＋Ｄi ）／２、内径
を０．６５Ｄi 、厚さを０．１Ｄi とし、スリーブの外
径を１．９Ｄi 、内径をほぼＤ0 、長さを１．５Ｄｉと
した時、磁界均一度は図２のようになる。±４％の範囲
はこの場合Ｌ／Ｄi ＝０．７８〜１．０１である。一般
に、上記の範囲±４％を考慮すると、 0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．０３≦Ｌ／Ｄi ≦0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．２６ が磁界均一化の条件となる。なおＤo ／Ｄi は大きくて
もよいはずであるが、小型化の条件を考慮してＤo ／Ｄ
i ＜２．５とする。
【００１６】次に、環状磁気ヨーク６、７はその厚さを
調整することにより磁界分布の均一性を阻害しないで強
さを増減することがわかった。軟磁性スリーブ５と磁石
４が接触又は近接しているため、それらの間に閉磁路が
形成されると予想されたが、意外なことに磁気ヨーク
６、７を使用することによりこの閉磁路が大幅に減じて
磁気光学材料が配置されている磁石内孔の中央部の磁界
は余り減少しないことがわかった。なお、磁気ヨーク及
び軟磁性スリーブを有しない前記の特許出願の磁石の場
合にはＬ／Ｄi ＝0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．４〜１．０であ
ったが、本発明では磁気ヨーク及び軟磁性スリーブを使
用することにより、Ｌ／Ｄi を短くでき小型化が可能に
なった。
調整することにより磁界分布の均一性を阻害しないで強
さを増減することがわかった。軟磁性スリーブ５と磁石
４が接触又は近接しているため、それらの間に閉磁路が
形成されると予想されたが、意外なことに磁気ヨーク
６、７を使用することによりこの閉磁路が大幅に減じて
磁気光学材料が配置されている磁石内孔の中央部の磁界
は余り減少しないことがわかった。なお、磁気ヨーク及
び軟磁性スリーブを有しない前記の特許出願の磁石の場
合にはＬ／Ｄi ＝0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．４〜１．０であ
ったが、本発明では磁気ヨーク及び軟磁性スリーブを使
用することにより、Ｌ／Ｄi を短くでき小型化が可能に
なった。
【００１７】実験例 上記実施例のアイソレータを次のとおりに設計した。 円筒形磁石：ＳｍＣｏ金属磁石 外径Ｄo ＝３ｍｍ、内径Ｄi ＝２ｍｍ、長さＬ＝１．７
８ｍｍ 軟磁性スリーブ（Ｎｉめっきした電磁軟鉄）：外径＝
３．８ｍｍ、内径＝３．０２ｍｍ、長さＬ＝２．５ｍｍ 環状磁気ヨーク（Ｎｉめっきした電磁軟鉄）：外径＝
２．５ｍｍ、内径＝１．３ｍｍ、厚さ＝０．１〜０．３
ｍｍ 磁気光学材料：１．３ｍｍ角、厚さ＝０．３ｍｍ 偏光子、検光子： １．３ｍｍ角、厚さ＝０．２ｍｍ 磁気光学材料の位置の磁界の均一度及び中心磁界の強さ
は図３に示す通りであり、磁界均一度は±１％以内、中
心磁界の強さは磁気ヨークの厚さに応じて７５０〜８８
０Ｏｅであった。これによりファラデー回転角を４２度
〜４８度の範囲で調整することができ、光アイソレータ
のピーク波長（アイソレーションが最大になる波長）を
１．２６５μｍ〜１．３３５μｍの範囲で調整すること
ができた。比較のため環状ヨークを外したところ、磁界
は６７７Ｏｅに低下した。
８ｍｍ 軟磁性スリーブ（Ｎｉめっきした電磁軟鉄）：外径＝
３．８ｍｍ、内径＝３．０２ｍｍ、長さＬ＝２．５ｍｍ 環状磁気ヨーク（Ｎｉめっきした電磁軟鉄）：外径＝
２．５ｍｍ、内径＝１．３ｍｍ、厚さ＝０．１〜０．３
ｍｍ 磁気光学材料：１．３ｍｍ角、厚さ＝０．３ｍｍ 偏光子、検光子： １．３ｍｍ角、厚さ＝０．２ｍｍ 磁気光学材料の位置の磁界の均一度及び中心磁界の強さ
は図３に示す通りであり、磁界均一度は±１％以内、中
心磁界の強さは磁気ヨークの厚さに応じて７５０〜８８
０Ｏｅであった。これによりファラデー回転角を４２度
〜４８度の範囲で調整することができ、光アイソレータ
のピーク波長（アイソレーションが最大になる波長）を
１．２６５μｍ〜１．３３５μｍの範囲で調整すること
ができた。比較のため環状ヨークを外したところ、磁界
は６７７Ｏｅに低下した。
【００１８】以上からわかるように、本発明では、磁石
と軟磁性スリーブがほぼ接しているにも拘らず中心磁界
は十分に大きく且つ均一となる。磁石と軟磁性スリーブ
がほぼ接しているためファラデー回転子の寸法が直径
３．８ｍｍ、長さ２．５ｍｍのように極めて小型にな
る。磁気ヨークの厚さ又は直径を調整すれば磁界強度が
調整できて未飽和型の場合に好都合である。偏光子、検
光子を磁石の内孔中に配置できるので更に寸法の減小が
可能になる。
と軟磁性スリーブがほぼ接しているにも拘らず中心磁界
は十分に大きく且つ均一となる。磁石と軟磁性スリーブ
がほぼ接しているためファラデー回転子の寸法が直径
３．８ｍｍ、長さ２．５ｍｍのように極めて小型にな
る。磁気ヨークの厚さ又は直径を調整すれば磁界強度が
調整できて未飽和型の場合に好都合である。偏光子、検
光子を磁石の内孔中に配置できるので更に寸法の減小が
可能になる。
【図１】本発明の実施例による光アイソレータの断面図
である。
である。
【図２】磁界均一度とＬ／Ｄi の関係を示すグラフであ
る。
る。
【図３】磁気ヨークの厚さと磁界均一度及び中心磁界の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
１ 偏光子 ２ 磁気光学材料 ３ 検光子 ４ 円筒状磁石 ５ 軟磁性スリーブ ６、７ 環状磁気ヨーク
Claims (5)
- 【請求項１】 外径Ｄo 、内径Ｄi 、及び長さＬが次の
関係 0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．０３≦Ｌ／Ｄi ≦0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．２６ Ｄo ／Ｄi ＜２．５ を満足し且つ着磁方向が長さ方向である円筒状磁石と、
この磁石の外周面にほぼ接触状態で配置された円筒状軟
磁性スリーブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間
して前記円筒状磁石の両開口端に配置されている環状磁
気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に配置した磁気光学
材料とよりなる、ファラデー回転子。 - 【請求項２】 円筒状磁石は磁気光学材料に未飽和磁界
を加えるものである請求項１に記載のファラデー回転
子。 - 【請求項３】 請求項１の円筒状磁石の孔内において磁
気光学材料の入射側に偏光子を、出射側に検光子を配置
した光アイソレータ。 - 【請求項４】 着磁方向が長さ方向である円筒状磁石
と、前記円筒状磁石の両開口端に配置されている環状磁
気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に配置された未飽和
状態の磁気光学材料とよりなるファラデー回転子を使用
し、前記磁気ヨークの寸法を変化させることよりなる、
ファラデー回転角調整方法。 - 【請求項５】 外径Ｄo 、内径Ｄi 、及び長さＬが次の
関係 0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．０３≦Ｌ／Ｄi ≦0.5 Ｄo ／Ｄi ＋０．２６ Ｄo ／Ｄi ＜２．５ を満足しかつ着磁方向が長さ方向である円筒状磁石と、
この磁石の外周面にほぼ接触状態で配置された円筒状軟
磁性スリーブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間
して前記円筒状磁石の両開口端に配置されている環状磁
気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内に配置された未飽和
状態の磁気光学材料とよりなるファラデー回転子を使用
し、前記磁気ヨークの寸法を変化させることよりなる、
ファラデー回転角調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35407191A JPH05164999A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ファラデー回転子及びファラデー回転角の調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35407191A JPH05164999A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ファラデー回転子及びファラデー回転角の調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164999A true JPH05164999A (ja) | 1993-06-29 |
Family
ID=18435102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35407191A Withdrawn JPH05164999A (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | ファラデー回転子及びファラデー回転角の調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05164999A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0821426A1 (en) | 1996-07-26 | 1998-01-28 | Hitachi Metals, Ltd. | Non-reciprocal circuit element |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP35407191A patent/JPH05164999A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0821426A1 (en) | 1996-07-26 | 1998-01-28 | Hitachi Metals, Ltd. | Non-reciprocal circuit element |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |